Trabalho ensaio de tração

Prévia do material em texto

2023 
 
 
 
INSTITUTO FEDERAL DO RIO DE JANEIRO 
GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA 
 
 
 
CATHARINA PARICE 
 
 
 
 
 
 
Propriedades Mecânicas dos Materiais – Trabalho: Ensaio 
de Tração 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Paracambi 
2023 
 
 
 
 
 
 
 
Catharina Parice 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Propriedades Mecânicas dos Materiais – Trabalho: Ensaio 
de Tração 
 
 
 
Trabalho apresentado ao Instituto 
Federal do Rio de Janeiro como 
parte dos requisitos da unidade
 curricular de 
Propriedade Mecânica dos 
Materiais. 
 
 
 
 
 
 
 Profa Felipe José da Silva. 
 
 
 
 Paracambi 
 
 
 
 
Ensaio de Tração – Aço SAE 1020 – Amostra 1 
a) Traçar o diagrama Tensão x Deformação Convencional da barra de aço SAE 1020, sabendo-se que o 
comprimento inicial L0 = 125mm, o diâmetro inicial, D0 = 6,48mm, 
 
Tabela 1 – Valores de Carga e Deslocamento 
 
Para a realização dos cálculos de tensão, foi necessário passar a força de kN para N. 
Área inicial da seção transversal do fio: A0 = πD
2 /4 = 32,96. 
𝜀 = ∆𝐿/𝐿0 ; 𝜎 = 𝐹/𝐴0 
 
Tabela 2 – Valores de Tensão e Deformação da curva Convencional 
 
 
 
 
Ponto Deslocamento [mm] Força [kN] Ponto Deslocamento [mm] Força [kN]
1 0,000000 0 15 0,627990 12,28
2 0,019990 0,48 16 0,878990 12,92
3 0,035120 1,68 17 1,004870 13,12
4 0,039990 2,16 18 1,256120 13,4
5 0,047500 2,92 19 1,507740 13,56
6 0,060120 4,22 20 1,683370 13,64
7 0,090120 6,7 21 1,871120 13,68
8 0,115250 8,24 22 2,010240 13,68
9 0,135370 9,24 23 2,185370 13,68
10 0,155370 10,12 24 2,513240 13,66
11 0,170620 11,01 25 2,741870 13,38
12 0,250990 10,64 26 2,827370 12,66
13 0,376740 10,7 27 2,940490 10,8
14 0,502240 11,82 28 3,037870 7,63
Ponto Ɛ [mm/mm] % Tensão ơ [Mpa] Ponto Ɛ [mm/mm] % Tensão ơ [Mpa]
1 0 0 15 0,00502392 372,548514
2 0,00015992 14,5621569 16 0,00703192 391,9647232
3 0,00028096 50,96754914 17 0,00803896 398,0322885
4 0,00031992 65,52970604 18 0,01004896 406,5268801
5 0,00038 88,58645446 19 0,01206192 411,3809324
6 0,00048096 128,0256294 20 0,01346696 413,8079585
7 0,00072096 203,26344 21 0,01496896 415,0214716
8 0,000922 249,9836934 22 0,01608192 415,0214716
9 0,00108296 280,3215203 23 0,01748296 415,0214716
10 0,00124296 307,0188079 24 0,02010592 414,4147151
11 0,00136496 334,0194739 25 0,02193496 405,9201235
12 0,00200792 322,7944779 26 0,02261896 384,0768882
13 0,00301392 324,6147475 27 0,02352392 327,6485302
14 0,00401792 358,5931136 28 0,02430296 231,477619
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
b) Calcular os parâmetros: 
 
1. Módulo de elasticidade, E ; 
 
 
 
E: 263,19 GPa. 
 
 
 
 
2. Limite de proporcionalidade, σp ; 
σp = 203,26 GPa. 
3. Limite de escoamento, σe ; 
σe = 322,79 MPa. 
4. Limite de resistência, σr ; 
σr = 415,02 MPa. 
5. Limite de ruptura, σf . 
σf = 231,47 MPa. 
 
 
 
c) Usando a relação matemática entre a tensão real e a convencional, obtenha o diagrama 
Tensão Real x Deformação Real, determine a tensão real de ruptura σR. 
 
equações de Ludwik: εR = LN(1+ε); R= ∙(1+ε). Observar que as equações 
de Ludwik só valem até o início da formação do pescoço (ponto número 24, de máximo da curva 
convencional) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ponto
Ɛ Real 
[mm/mm] 
Ɛ Real 
[mm/mm] 
%
Tensão ơ 
[Mpa]
1 0 0,0000% 0
2 0,000160 0,0160% 14,5645
3 0,000281 0,0281% 50,9819
4 0,000320 0,0320% 65,5507
5 0,000380 0,0380% 88,6201
6 0,000468 0,0468% 128,0872
7 0,000690 0,0690% 203,4100
8 0,000880 0,0880% 250,2142
9 0,001025 0,1025% 280,6251
10 0,001168 0,1168% 307,4004
11 0,001275 0,1275% 334,4754
12 0,001831 0,1831% 323,4426
13 0,002631 0,2631% 325,5931
14 0,003378 0,3378% 360,0339
15 0,004067 0,4067% 374,4202
16 0,005323 0,5323% 394,7210
17 0,005900 0,5900% 401,2321
18 0,006956 0,6956% 410,6121
19 0,007911 0,7911% 416,3430
20 0,008531 0,8531% 419,3807
21 0,009150 0,9150% 421,2339
22 0,009585 0,9585% 421,6958
23 0,010108 1,0108% 422,2773
24 0,011022 1,1022% 422,7469
28 0,012325 1,2325% 441,8859
 
 
Encontrando o limite de ruptura da curva Real: 
 
𝜎𝑓𝑅 = 
𝐹𝑓
𝐴𝑓
= 
7630𝑁
17,26 𝑚𝑚2
= 441,88 𝑀𝑃𝑎 
 
d) Obtenha os valores do coeficiente de resistência (K) e do expoente de encruamento (n). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Da regressão linear (y = ax + b), temos: 
 y = log σR 
 x = log εR 
 a = n 
 b = log K 
 
 Então, o expoente de encruamento, n = 0,5433 
 e log K = 3,8247 
 Ou seja: log K = 3,8247 
 K = 103,8247 = 6678,82 MPa 
 
 
 
 Log-Log da curva Real de 
Ludwik
Log Ɛr [mm/mm] Log ơr [Mpa]
-379,6132% 1,1633
-355,1417% 1,7074
-349,5028% 1,8166
-342,0299% 1,9475
-332,9754% 2,1075
-316,1151% 2,3084
-305,5517% 2,3983
-298,9276% 2,4481
-293,2557% 2,4877
-289,4490% 2,5244
-273,7312% 2,5098
-257,9879% 2,5127
-247,1340% 2,5563
-239,0726% 2,5734
-227,3844% 2,5963
-222,9148% 2,6034
-215,7640% 2,6134
-210,1769% 2,6195
-206,9000% 2,6226
-203,8579% 2,6245
-201,8408% 2,6250
-199,5335% 2,6256
-195,7740% 2,6261
-1,909213072 2,645310144
 
 
e) Trace a curva de Hollomon. 
Equação de Hollomon: 𝝈𝑹 = 6678,82 ∙ 𝜺R0,5433 
 
 
Ɛ Real [mm/mm] % Ɛ Real [mm/mm] Tensão ơ [Mpa]
0,0000% 0,00000 0,00
0,0160% 0,00016 57,84
0,0281% 0,00028 78,56
0,0320% 0,00032 84,30
0,0380% 0,00038 92,57
0,0468% 0,00047 103,67
0,0690% 0,00069 128,01
0,0880% 0,00088 146,10
0,1025% 0,00103 158,72
0,1168% 0,00117 170,39
0,1275% 0,00128 178,70
0,1831% 0,00183 217,53
0,2631% 0,00263 264,88
0,3378% 0,00338 303,40
0,4067% 0,00407 335,60
0,5323% 0,00532 388,44
0,5900% 0,00590 410,77
0,6956% 0,00696 449,21
0,7911% 0,00791 481,74
0,8531% 0,00853 501,89
0,9150% 0,00915 521,36
0,9585% 0,00959 534,69
1,0108% 0,01011 550,34
1,1022% 0,01102 576,85
1,2325% 0,01233 612,95
HOLLOMON (n = 0,5433 ; K= 6678,82)